O enxofre desempenha um papel muito importante no metabolismo vegetal, fazendo parte de aminoácidos, proteínas, moléculas de cloroplasto, coenzimas, sulfolipídeos, flavonóides, lipídeos, glucosinolatos, polissacarídeos, compostos não saturados, compostos reduzidos entre outras funções metabólicas (STIPP e CASARIN, 2010). Desempenhando funções essenciais ao desenvolvimento e à qualidade da produção, participa desde a constituição fisiológica, controle hormonal, fotossíntese até os mecanismos de defesa da planta, contribuindo na proteção contra pragas e doenças (CÉSAR, 2012).

            De acordo com Vitti et al., (2015) o nitrogênio e o enxofre participam juntos no metabolismo das plantas, por meio de duas rotas principais: formação de proteínas de qualidade; fixação biológica do N do ar e incorporação do N mineral em aminoácidos. A relação N/S varia de 10-15/1 e está associada ao crescimento vegetal e na deficiência de S há formação de proteína de baixa qualidade (OLIVEIRA et al., 2020). É encontrado sob duas formas no solo, orgânica e inorgânica, sendo a forma orgânica em maiores proporções, associado à vida microbiana, sendo convertido em produtos disponíveis às plantas (MALAVOLTA, 1980).

            A deficiência de S na agricultura ocorre em razão da baixa fertilidade do solo (MALAVOLTA, 1989), associada à pequena quantidade de matéria orgânica, do aumento da exportação de S pelos grãos, causados por produtividades elevadas das variedades melhoradas, e da lixiviação de sulfato (SCHWAAB, 2020). Contudo, com o aumento da produtividade, das novas cultivares e o uso frequente de fertilizantes concentrados sem S em sua composição, e a expansão da agricultura para áreas de solos arenosos e com baixo teor de matéria orgânica, pode ocorrer limitação na produtividade devido à deficiência de S (CRUSCIOL et al., 2006).

            A deficiência de enxofre compromete significativamente o desenvolvimento das plantas (SCHMIDT, 2012) com seu requerimento variando conforme a espécie e com a produtividade desejada (RHEINHEIMER et al., 2005). É um elemento participante da composição das ferredoxinas, complexos enzimáticos envolvidos na fotossíntese e na fixação do N₂ (em leguminosas) e na formação da clorofila (CUNHA et al., 2001), e tem sua síntese de proteínas interrompida, com sua deficiência (RAIJ, 1991).

            No Brasil, devido à ausência de conhecimento e/ou de suporte financeiro a transição do sistema de preparo convencional para o sistema de plantio direto ocorreu em boa parte das propriedades sem atender alguns requisitos técnicos, como a realização da correção em profundidade (0,00–0,20 m) da acidez e dos teores de fósforo do solo. Dessa forma, é comum detectarmos solos com baixa acidez em superfície aliado a alta acidez em camadas subsuperficiais. A alta acidez acaba reduzindo/limitando o desenvolvimento radicular das culturas e, por consequência, a absorção de água e de nutrientes impactando negativamente na produtividade de grãos (PIAS, 2020).

            Embora a forma orgânica represente em torno de 90% do S total na maioria dos solos (SOLOMON et al., 2005), é a forma inorgânica (ânion sulfato – SO₄^-2) que é absorvida pelas plantas, a qual se encontra na solução do solo ou adsorvida na superfície dos colóides ligado ao ferro (Fe) ou alumínio (Al) (CASAGRANDE et at., 2003). A disponibilidade das formas de S no solo está associada ao teor de matéria orgânica, a profundidade do perfil do solo, a composição mineralógica, o pH, e as condições de drenagem (HOROWITZ, 2003).

            Tem-se observado o aumento da probabilidade de resposta positiva das culturas à aplicação de S, o que pode ser devido a uma série de fatores, como a redução da deposição atmosférica de S, aumento do uso de fertilizantes (NPK) concentrados sem a presença de S e do aumento do potencial produtivo das culturas, entre outros (PIAS, 2020). As exigências de enxofre pelas culturas variam muito de acordo com a espécie e com a produtividade esperada. No grupo das culturas de média/alta exigência incluem-se as leguminosas, que, de um modo geral, são mais exigentes que as gramíneas, em função de seu teor mais elevado de proteínas (ALVAREZ et al., 2007; RHEINHEIMER et al., 2005).

            Com o uso de fertilizantes concentrados, o enxofre acaba não sendo aplicado, diminuindo gradativamente os seus teores no solo, o que pode diminuir a produtividade de grãos (DOMINGUES, et al., 2004).  A planta tem a capacidade de absorver enxofre na forma de sulfato (MENDES et al., 2014). Caso o nutriente seja aplicado na forma elementar, este só será absorvido depois de ser oxidado (HOROWITZ & MEURER, 2006), porém devido ao seu efeito residual, em alguns solos ele torna-se mais eficiente que o sulfato (NOVAIS et al., 2007).

            Uma das fontes de S às culturas é o gesso agrícola. Nogueira e Melo (2003) verificaram que os teores de S disponível (SO₄ ^-2) na camada de 0 a 20 cm do solo aumentaram com a aplicação de gesso, porém houve deslocamento desse S em profundidade no perfil, ficando pouco efeito residual nesta camada para os anos seguintes. De acordo com os autores, isso ocorre em função da alta solubilidade do sulfato, sendo que altas precipitações podem promover a lixiviação deste nutriente para camadas mais profundas, ou até sair do sistema explorado pelas raízes (BROCH et al., 2011).

            Contudo, o S elementar (S⁰) vem ganhando visibilidade no Brasil. Este é o produto imediato da oxidação do sulfeto de hidrogênio (H₂S), sendo uma forma estável (LUCHETA, 2010). Horowitz (2003) relata que a oxidação do S⁰ é realizada, principalmente, por microrganismos do solo. Estes são afetados pelo manejo e por características do solo como: temperatura, textura, aeração, pH e a fertilidade (matéria orgânica e nutrientes). Outro fator que afeta a oxidação da fonte de S elementar adicionada ao solo é a sua área superficial específica, onde quanto maior for a área superficial específica, associada à presença de microrganismos oxidantes, maior será a taxa de oxidação, transformando S elementar em S-sulfato (GERMIDA & JANZEN, 1993). O enxofre elementar se destaca dos sais de sulfato por ter baixa solubilidade e por conter alta concentração de S (> 85%), comparada com 12% do superfosfato simples e 24% do sulfato de amônio (STIPP & CASARIN, 2010). Além da alta concentração, o atrativo do S elementar é seu custo relativamente baixo, permitindo formulações com altos teores de N, P ou K (CANTARELLA et al., 2007).

            Vários grupos de microrganismos podem oxidar o S-elementar no solo, e eles são divididos em: a) quimioautotróficos, como, por exemplo, as bactérias do gênero Thiobacillus; b) fotoautotróficos e c) heterotróficos (bactérias e fungos). Na maioria dos solos aeróbicos (bem oxigenados), os organismos quimioautotróficos e heterotróficos são os mais importantes (GERMIDA e JANZEN, 1993).

            De maneira simplificada o ciclo do enxofre (Figura 1) ocorre desta forma: como o enxofre na sua forma elementar não pode ser utilizado por organismos superiores, para que sua assimilação se torne possível é necessário que microrganismos oxidem a sulfa elementar a sulfatos. Nesse processo podem participar bactérias fotopigmentadas dos gêneros Chlorobium e Pelodityon, porém as mais ativas neste processo são as não fotopigmentadas em especial as do gênero Thiobacillus, que podem gerar ácido sulfúrico durante o processo. O sulfato gerado pode ser assimilado diretamente por vegetais, algas e diversos organismos heterotróficos sendo incorporados à aminoácidos enxofrados. O mesmo sulfato também pode ser dissimilado formando H₂S.

Figura 1: Ciclo do enxofre

Fonte: O Portal de Estudos em Química (PEQ)

            O principal aporte de S no solo acontece de maneira indireta, principalmente através de fertilizantes nitrogenados, fosfóricos e potássicos. As formas mais comuns de fertilizantes sulfatados são: sulfato de amônio (24% de S), superfosfato simples (12% de S), gesso agrícola (14-18% de S), sulfato de potássio (18% de S) e sulfato de potássio e magnésio (22% de S). A forma mais concentrada de aplicação de S como fertilizante é diretamente na forma de S⁰ (100% S), como S⁰ ligado a bentonita (90% de S) ou S⁰ em suspensão em argila (40 – 60% de S). Alguns fertilizantes também podem ser recobertos por S⁰, como é o caso da uréia revestida com S⁰ (10-20% de S) (LUCHETA, 2010).

SOLUÇÕES ILSA PARA O FORNECIMENTO DE ENXOFRE NO SOLO

            Conforme discutido no texto o enxofre é um macronutriente secundário exigido em grandes quantidades em diversas culturas, por exemplo as leguminosas. Este elemento desempenha diversas funções no metabolismo vegetal e entre elas, podemos destacar: controle hormonal para o crescimento e diferenciação celular, auxilia a planta na defesa contra pragas e doenças, importante componente para a formação de aminoácidos e proteínas e melhoria na qualidade nutritiva dos cereais.

            Porém em alguns casos a aplicação de gesso agrícola apenas com o objetivo de suprimento de enxofre não é economicamente viável, pois devido ao enxofre do gesso agrícola estar na forma de sulfato e este composto ser altamente solúvel em água, ocorre o deslocamento desse elemento em profundidade no perfil do solo e perdas pelo processo de lixiviação, diminuindo a disponibilidade do nutriente para a absorção pelas plantas. Neste caso a aplicação de enxofre na sua fonte elementar, aumenta o poder residual do nutriente o que potencializa o seu aproveitamento.

            S-TIME (https://ilsabrasil.com.br/produtos/s-time) da ILSA Brasil é um fertilizante de alta eficiência que contém nitrogênio orgânico a base de AZOGEL e enxofre na sua forma elementar. A exclusiva tecnologia de S-TIME permite que AZOGEL atue como um condicionador do fertilizante e um potencializador da oxidação do enxofre elementar. AZOGEL possui em sua composição alta concentração de carbono orgânico o que irá aumentar a atividade de microrganismos do solo responsáveis pela oxidação do enxofre (bactérias do gênero Thiobacillus), ao redor do pellet do fertilizante, e consequentemente aumentar o aproveitamento do nutriente pelas plantas que será disponibilizado de uma forma gradual e conforme as necessidades das plantas no decorrer do ciclo produtivo.

            No experimento realizado em 2021 em parceria com a Universidade Federal de Lavras (UFLA), sob coordenação do professor Ph.D Luiz Roberto Guimarães Guilherme e equipe, buscou-se avaliar a cinética de oxidação de S-elementar a S-sulfato, após a aplicação de fertilizantes contendo S em um Latossolo Vermelho. Além disso, o fornecimento de S ao Triticum aestivum L. (trigo) também foi avaliado.

            Para a realização dos experimentos, foram utilizados nove tratamentos e três repetições. Os tratamentos constaram de oito fertilizantes contendo enxofre (S) e um controle (sem aplicação de fertilizante) (Tabela 1).  Os produtos 3, 4 e 5 se referem ao fertilizante S-TIME da ILSA Brasil e diferem entre si, principalmente pela granulometria da fonte de S que os constituem (325, 100 e 20 mesh), apresentando ainda, pequena variação nos teores de nitrogênio (N) e S. Todos os fertilizantes foram macerados em gral e pistilo de ágata e passados em peneira com diâmetro de malha de 1 mm visando a padronização da granulometria, previamente à adição ao solo.

Tabela 1. Descrição dos tratamentos e os teores de nitrogênio (N), fósforo (P) e enxofre (S) contidos nos fertilizantes utilizados no experimento.

            A quantidade de cada fertilizante aplicada aos solos com foco nos macronutrientes nitrogênio (N), fósforo (P), potássio (K) e S foi baseada na recomendação de adubação para vasos proposta por Malavolta (1980), com algumas modificações para atender os objetivos do estudo. Assim, foram aplicadas ao solo quantidades dos fertilizantes visando atender 400 mg dm-3 de N, 330 mg dm-3 de P, 200 mg dm-3 de K e 150 mg dm-3 de S.

 RESULTADOS:

            Conforme observado na figura 2 de modo geral, considerando-se todos os períodos avaliados, os produtos (2 e 6) juntamente com Produto 7 foram os que apresentaram os menores teores de S-SO₄^2-. Por outro lado, para Produto 1 foram observados os maiores teores de S-SO₄^2-, sendo o valor máximo (200 mg dm-3) registrado aos 119 dias. Neste período (119 dias) também foram observados altos teores de S-SO₄^2-para os Produtos 3, 4 e 5, com média de 148, 159 e 148 mg dm-3, respectivamente.

            A maioria dos tratamentos apresentaram os maiores teores de S-SO₄^2-em 119 dias, seguindo a ordem decrescente (Figura 2) em mg dm-3: Produto 1 (200), Produto 4 (159), Produto 5 (148), Produto 3 (148), Produto 8 (128), Produto 7 (119), Produto 6 (105), Produto 2 (82) e controle – sem aplicação (25).

 Figura 2. Teores de S-sulfato (S-SO₄^2-) disponíveis em latossolo vermelho distrófico típico aos 0, 7, 14, 21, 35, 49, 63, 91, 119 e 147 dias após a aplicação de diferentes fertilizantes com enxofre.

            Ao final dos experimentos, os teores de S-SO₄^2-das amostras de solo das camadas de 0-20 e 20-40 cm foram avaliados e estes apresentaram diferenças significativas entre os tratamentos (Figura 3). Para 0-20 cm, o maior teor de S-SO₄^2- foi encontrado para o Produto 1, seguido do Produto 5, posteriormente os Produtos 3, 4, 6, 7 e 8 em que não apresentaram diferença significativa e o Produto 2 e o controle (sem aplicação) (Figura 3a). Com relação a camada de 20-40 cm, o tratamento controle não se diferenciou dos tratamentos Produto 2, 7 e 8 (Figura 3b).

Figura 3. Teores de S-SO₄^2- após o cultivo do trigo por 30 dias em latossolo vermelho distrófico típico com a aplicação de diferentes fertilizantes com enxofre. Resultados da ANOVA e testes de tukey (P< 0,05). Letras diferentes correspondem a diferenças significativas entre os tratamentos.

CONCLUSÕES:

            E as conclusões do experimento sugerem que após a aplicação dos fertilizantes com S, a maior taxa de oxidação de S elementar a S-sulfato no Latossolo Vermelho distrófico típico ocorreu aos 119 dias.

            Os Produtos 1, 3, 4 e 5 apresentaram os maiores teores de S-sulfato (S-SO₄^2-) aos 119 dias e, quando o plantio do trigo foi realizado (147 dias), os maiores teores foram para os Produtos 1, 4 e 5. Contudo, os Produtos 4 e 5 apresentaram teores superiores com relação ao S na massa seca da parte aérea do trigo.

            O Produto 5 se destacou no presente estudo, pois também apresentou menor lixiviação de S-SO₄^2- entre as camadas de 0-20 e 20-40 cm ao final dos dois experimentos.

            Este estudo mostrou que fertilizantes portadores de N e S com a utilização da matriz AZOGEL® como matéria prima (S-Time N 10 | S 20) são tão eficientes quanto os produtos similares tradicionais existentes atualmente no mercado brasileiro de fertilizantes. Além disso, não foi observada vantagem comparativa da utilização de S elementar de menor granulometria como matéria-prima para fabricação dos supracitados fertilizantes nas condições do presente estudo (i.e., mistura homogênea dos produtos na camada superficial do solo e pH inicial de reação em torno de 5,0 a 5,5).

            Em vista disso, o S-Time se mostra um aliado, contribuindo com o equilíbrio nutricional da planta quando falamos de aplicação de S e dessa forma aumentando o rendimento final da cultura.

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Autores

• Eng. Agr. Dra. Angélica Schmitz Heinzen
• Eng. Agr. Msc. Carolina Custódio Pinto
• Eng. Agr. Msc. Thiago Stella de Freitas